Les extraterrestres pourraient aspirer l’énergie des trous noirs – et c’est peut-être ainsi que nous pourrions repérer les extraterrestres, selon des scientifiques.
Cette technologie de collecte d’énergie pourrait laisser des traces juste à l’extérieur de l’horizon des événements d’un trou noir en rotation – la limite au-delà de laquelle la gravité d’un trou noir devient trop forte pour que la matière et l’énergie puissent s’échapper.
Et le processus pourrait expliquer au moins certaines éruptions de plasma, une forme de gaz chargé à blanc, que les scientifiques ont déjà détectées à proximité de ces perturbations massives dans le temps et l’espace (selon une nouvelle étude publiée le 13 janvier dans la revue Physical Review D).
Et bien que ce ne soit qu’une idée de science-fiction pour le moment – on pense que le trou noir le plus proche de nous se trouve à plus de 1 000 années-lumière, ce qui est trop loin pour être atteint en plusieurs vies humaines – si les astrophysiciens pouvaient un jour trouver une méthode pour exploiter ces mastodontes cosmiques, les trous noirs rotatifs pourraient devenir une source d’énergie quasi illimitée pour une civilisation technologiquement avancée.
Le co-auteur de l’étude, l’astrophysicien Luca Comisso de l’université de Columbia à New York, a déclaré que la prochaine étape sera de déterminer à quoi pourrait ressembler l’énergie extraite délibérément d’un trou noir pour des observateurs distants.
Cela permettrait aux Terriens de détecter potentiellement des civilisations extraterrestres lointaines, a déclaré Comisso à Live Science.
“Nous n’avons fait que de la physique dans ce document”, a-t-il dit. “Mais je travaille maintenant avec un de mes collègues pour appliquer cela à la réalité, pour rechercher des civilisations, pour essayer de voir quel type de signal il faudrait rechercher.”
Des trous noirs en rotation
C’est la quatrième fois en 50 ans qu’une nouvelle façon d’aspirer l’énergie d’un trou noir en rotation est proposée. La plus célèbre est une étude réalisée en 1969 par le célèbre physicien Roger Penrose, qui a reçu le prix Nobel de physique en 2020 pour ses travaux sur les trous noirs.
Il a proposé un mécanisme connu sous le nom de processus de Penrose, dans lequel une particule se brise en deux juste à côté d’un trou noir tournant à une vitesse proche de celle de la lumière. Une partie de la particule tombe ensuite à travers l’ergosphère, une région chaotique de l’espace-temps juste à l’extérieur de l’horizon des événements du trou noir, avant de tomber dans le trou noir lui-même.
“Parce que le trou noir tourne si vite, il entraîne l’espace-temps comme un vortex”, a déclaré M. Comisso.
Selon les calculs, les objets qui tombent dans cette ergosphère peuvent avoir une énergie négative, ce qui n’est possible nulle part ailleurs dans l’univers. “C’est la seule petite région où cela peut se produire”, a déclaré M. Comisso.
Et parce qu’ajouter une particule d’énergie négative à un trou noir équivaut à en extraire de l’énergie, les extraterrestres pourraient effectivement exploiter l’énergie du trou noir en capturant la partie de la particule qui a échappé à l’intense gravité du trou noir, a-t-il dit. “C’est comme alimenter le trou noir avec de l’énergie négative.”
Alors que dans son étude initiale, Penrose ne considérait qu’une seule particule qui se divise en deux, les dernières recherches considèrent des plasmas de taille astronomique générés dans le disque d’accrétion autour d’un trou noir – le disque souvent massif et super chaud de matière condamnée qui orbite autour de la plupart des trous noirs. Comme les plasmas comportent un nombre considérable de particules, ils pourraient produire des quantités d’énergie considérables.
En théorie, les trous noirs “s’évaporent” également avec le temps en émettant des radiations Hawking – un concept de mécanique quantique proposé par le physicien Stephen Hawking – mais ce processus est trop faible pour avoir été détecté jusqu’à présent, a déclaré M. Comisso.
Reconnexions magnétiques
Comisso et le co-auteur Felipe Asenjo, astrophysicien à l’Université Adolfo Ibáñez de Santiago du Chili, suggèrent que les plasmas permettant d’extraire l’énergie d’un trou noir en rotation sont créés par des événements de “reconnexion magnétique” – où les lignes de champ magnétique intense s’entremêlent, se brisent et se rejoignent – juste à l’extérieur de son horizon d’événements.
Les reconnexions magnétiques sont couramment observées à la surface d’étoiles comme notre soleil, où elles libèrent d’énormes quantités d’énergie sous forme d’éruptions de plasma qui se déplacent dans des directions diamétralement opposées, a déclaré M. Comisso.
Alors que les éruptions de plasma créées sur les étoiles retombent dans l’étoile ou s’échappent dans l’espace, l’ergosphère d’un trou noir en rotation signifierait qu’un jet de plasma en chute pourrait acquérir une énergie négative, tandis que son jet d’échappement correspondant gagnerait de l’énergie supplémentaire, provenant effectivement du trou noir lui-même, a-t-il dit.
La nouvelle étude remet en question une théorie de 1977 sur l’extraction de l’énergie des trous noirs proposée par les astrophysiciens Roger Blandford et Roman Znajek. Ils ont suggéré que les champs magnétiques à proximité d’un trou noir en rotation ne se reconnectent pas, mais génèrent au contraire un moment angulaire supplémentaire dans le jet de plasma qui s’échappe – une sorte de “couple électromagnétique”.
La nouvelle théorie et la théorie de Blandford-Znajek pourraient maintenant être testées pour déterminer laquelle est la plus efficace pour extraire l’énergie d’un trou noir en rotation, a déclaré M. Comisso.
“A l’avenir, les gens feront des simulations sur super-ordinateur des deux cas et il pourrait y avoir une comparaison”, a-t-il dit. “Mais pour l’instant, ce n’est pas clair”.
Quelle que soit la théorie qui s’avère correcte, elle pourrait aider les astronomes à mieux estimer la vitesse de rotation des trous noirs et à quantifier l’énergie dégagée par les jets de plasma à proximité de leur horizon d’événement, a-t-il dit.
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